田大林(张涵予 饰)
田家长子，曾是国民党军人，沉稳内敛，战场上的枪神，杀敌无数，但战争创伤却让他无法面对内心的伤痛。
在山西中条山战役中，他亲眼目睹全军覆没，又被日军骗杀了战友老钱，精神受到极大创伤，一路苟活至北平寻老钱的遗孀王慧芸报哀。大林想照顾王慧芸母子，但他黑户的身份自身难保还拖累了王慧芸。幸亏三兄弟意外团聚，让大林进入梁氏工厂，不但解决户口温饱问题，更是遇上了梁家大小姐梁雅优，一步步阴差阳错加入锄奸团，并成为让日军闻风丧胆的暗杀高手。
大林在战场上被吓破的胆子以及对老钱死亡的心理伤痕在一次次对鬼子的暗杀行动中得以修补，同时大林与同样抗日的梁雅优惺惺相惜，对王惠芸也产生了既愧疚又怜惜的感情。
大林高超的暗杀技巧引起了军统的注意，但在短暂的参与行动后大林意识到军统的腐败，而在田家三兄弟两次参与的运输行动中，大林更认识到地下党和八路军难能可贵的牺牲精神，使得他对国民党产生了怀疑。
及后大林的暗杀行动引起了日军特务怀疑，但由于大林零件加工手艺高超，被731计划相关负责人看中进入细菌工厂。大林借机深入敌军，探听细菌计划，后来更帮助二林及地下党一起摧毁了日军的阴谋。
田大林的饰演者张涵予介绍：
张涵予，1964年12月19日出生于北京，籍贯陕西蓝田，中国内地男演员。中国文学艺术界联合会第十届全委会委员。1988年毕业于中央戏剧学院表演系。1983年担任专业配音演员，2002年首次参演冯小刚电影《大腕》。2008年凭借《集结号》获得北京大学生电影节最佳男主角、大众电影百花奖最佳男主角、台湾电影金马奖最佳男主角、华语电影传媒大奖最佳男主角、中国电影华表奖优秀男演员等奖项。2009年主演电影《风声》。2013年主演电影《厨子戏子痞子》。2015年凭借《智取威虎山》获得中国电影金鸡奖最佳男主角。2016年主演的警匪动作巨制《湄公河行动》票房突破十亿，同年加盟吴宇森执导的重拍版电影《追捕》。
田二林 (刘烨 饰)
田家次子，北平厨师，为人机敏好学，过目不忘，原本只想当个大厨，却阴差阳错成为最坚定的党员。
原本是中国厨师的二林因机缘巧合被地下党发掘，冒名顶替从日本回来的厨师小泉进入北平一家日本料理当大厨。三脚猫功夫的二林，揣着磕磕巴巴的日语，全凭急智获取了老板娘和女招待的欢心，在料理店刚立足脚，却不料真小泉又出现了。完全没有敌我斗争经验的二林，目睹日本人残忍杀害中国人，又数度为我党根据地运送物资，经历了种种事件，由一个胆小怕事，屡屡想逃跑的外围人物逐渐成长为可以独当一面的优秀地下党员。
为了在高木、浅田面前掩饰身份，二林迫于无奈与王慧芸假扮夫妻，更导致自己的地下党身份被大林、三林与田母获知，在假扮夫妻的过程中，二林与王惠芸共同完成了组织交付的艰难人物，同时也产生了一定革命情谊。
在获知731相关计划后，身为地下党员的二林意识到自己肩上的重担，二林动员手艺精湛、枪法一流的大哥，以及胆大心细、手上握有重要交通运输线三弟，家国存亡之际，三兄弟冰释前嫌，团结起来一起摧毁了日军的计划。
田二林的饰演者刘烨介绍：
刘烨，1978年3月23日生于吉林省长春市，中国内地男演员，吉林省青年联合会副主席、中国电影协会会员、中国国家话剧院演员。2000年毕业于中央戏剧学院表演系。1999年，刘烨因主演电影《那山那人那狗》饰演山村男孩步入影坛，该片获蒙特利尔国际电影节最受观众欢迎故事片奖。2001年，刘烨凭借电影《蓝宇》获得台湾电影金马奖最佳男主角奖。2002年主演《巴尔扎克与小裁缝》，代表法国入围美国金球奖最佳外语片。2004年，主演电影《美人草》获得中国电影金鸡奖最佳男主角奖。2008年，主演电影《硬汉》，饰演“老三”，获得第3届大学生影像节最受瞩目男演员奖。2011年在电影《建党伟业》中饰演毛泽东，该片获五个一工程奖。2013年，与成龙合作电影《警察故事2013》，打破中国内地警匪片的票房纪录。2016年，凭电影《追凶者也》 获得第19届上海国际电影节最佳男主角(即金爵奖影帝)。
2003年，在海岩剧作《拿什么拯救你，我的爱人》饰演龙小羽走红。2005年，主演电视剧《血色浪漫》饰演钟跃民。2014年主演电视剧《北平无战事》饰方孟敖。 2013年，担任东方卫视《中国达人秀》“V5季”评委，2014年任东方卫视户外旅游真人秀节目花样爷爷挑夫。2013年6月27日，被法国文化部授予“法兰西文学艺术骑士勋章”。2014年2月5日，获以色列旅游部长乌齐·兰多授予以色列旅游亲善大使。2015年，刘烨与儿子刘诺一加盟湖南卫视亲子户外真人秀节目《爸爸去哪儿第三季》。2016年，主演黑色犯罪电影《追凶者也》。
田三林 (黄渤 饰)
田家老幺，为人机灵，凭着“不怕死”和“不要脸”，从初到北平的“土包子”一路混成有名有号的黑帮老大。
因为跟娘在山东老家吃不上饭了，三林毅然决定带老娘来北平投奔二哥，并自己梦想着干一番大事业，为娘置一套大宅子。三林阴差阳错结识了八大胡同出身的宋亚娟，并无意中帮助宋亚娟完成了仙人跳骗局，让他明白到手段不重要，结果才重要。
加入梁文山黑帮的三林不断展露出过人的机智和胆识，让梁文山既赏识又忌惮他，三林认为与梁雅优结合，才能得到梁文山的最终信任，因此积极追求梁雅优，但其实三林与宋亚娟早已两心相许，却只能当一对欢喜冤家。
梁家大小姐组建锄奸团的事情失败，使得梁家陷入危机，重义气的三林为保梁家父女的安危，加速上位，在日本人的支持下成为北平城老大，完成了出人头地、为娘置宅子的愿望。但是随着细菌计划的逐步实施，高木开始不断利用三林，无法坐视日本人欺压中国人的三林，在民族大义下与大林、二林同仇敌忾，反击侵略。
田三林的饰演者黄渤介绍：
黄渤，1974年8月26日出生于山东青岛 ，中国内地男演员，毕业于北京电影学院表演系配音专业。黄渤早年曾有过驻唱歌手、舞蹈教练、影视配音等多种工作经历。 2000年，黄渤出演管虎执导的电视电影《上车，走吧》，这是他的第一部影视作品。2006年凭借宁浩执导的电影《疯狂的石头》而成名。2009年，凭借《斗牛》获得第46届台湾电影金马奖“最佳男主角奖”。2012年，主演悬疑喜剧电影《杀生》，夺得第20届北京大学生电影节最佳男演员奖和第4届中国电影导演协会年度男演员奖。主演的电影《人再囧途之泰囧》在中国内地票房为12.66亿。2013年主演的电影《西游·降魔篇》，该片以12.46亿元成为2013年度中国内地电影年度票房冠军。2015年6月，加盟东方卫视励志综艺真人秀《极限挑战》节目。2016年5月，以歌手身份加盟索尼音乐，6月27日发布加入索尼音乐后首支单曲《这就是命》。同年获第19届华鼎奖最佳男主角奖。
田母 (迟蓬 饰)
典型山东农村老妇，善良，隐忍，虽然没有文化，但为人刚正不阿，遵循孔孟之道。
田母跟随三林一路逃荒到北平投奔二林，本以为日子有了盼头，谁料沙场归来的大儿子颓废不堪，二儿子瞒着自己“为日本人卑躬屈膝”，最疼爱的三儿子也混入黑道“不学好”，其实三个儿子都是为这个有心疼病的老娘着想，什么事儿都把她蒙在鼓中。
田母的饰演者迟蓬介绍：
迟蓬，出生于山东蓬莱，毕业于山东省话剧团学员班，中国内地女演员。1984年凭借在电视剧《红叶，在山那边》中饰演待业青年吴月，并以朴实自然、惟妙惟肖的表演获得第4届电视剧飞天奖最佳女配角奖。
梁雅优 (李梦 饰)
黑帮豪门小姐，怀抱一腔爱国热情，理想主义者，虽然被残酷的现实所重挫，但从未放弃过抗日。
梁雅优组建锄奸团，在暗杀活动中帮田大林重塑信心，谁料锄奸团行动失败，身份暴露，被高木拿父亲性命作胁迫，成为特高课课长高木手中的一颗棋子。一度自暴自弃，在六国饭店醉生梦死，但在宋亚娟的鼓励下曾经想过出走北平，后来为帮宋亚娟报仇杀死了伪军保安队长刘良友。最后为获取日军拿中国人做细菌试验的消息而献出了生命。
梁雅优的饰演者李梦介绍：
李梦，出生于湖南长沙，中国内地90后女演员，毕业于北京电影学院表演系09级本科。2011年，在首部电影《白鹿原》中出演美丽坚韧的“白灵”，从而备受关注，正式进入娱乐圈;同年，担任西安世园会形象大使;2012年与刘烨、黄渤、张涵予三大影帝共同出演其首部电视剧《惊心无间道》，获得较高收视率;2013年主演的电影《天注定》在海外上映，深受好评，并凭借此片随导演贾樟柯参加第99届戛纳国际电影节，荣幸成为首位踏上国际红毯上的90后内地女演员。2015年出演青春电影《致青春2》，饰演莫郁华一角。2016年，参演青春悬疑爱情电影《夏天十九岁的肖像》。
王惠芸 (孙宁 饰)
田大林战友遗孀，看似柔弱，其实极有主见，最初只想将儿子抚育成人，最后却勇敢地拿起武器对抗敌人。
王惠芸在与大林的朝夕相处中日久生情，儿子小豆子被日本人杀害后决心加入地下党，消灭日本人，后又在地下党的安排下与二林假扮夫妻，最初虽然莽撞，但有惊无险地与二林配合完成了几次组织交付的任务，得到了锻炼，最终成为一名合格的地下党员。王惠芸最后更参与了地下党破坏细菌计划的行动，与大林、二林、三林一同潜入敌人基地，救出田母，与宋亚娟、田母一起等待三兄弟胜利归来。
王惠芸的饰演者孙宁介绍：
孙宁，12月21日出生于江苏省南京市，2003年毕业于中央戏剧学院表演专科班，中国内地女演员。2003年首次出演电视剧《金粉世家》。2005年出演《京华烟云》。2009年主演电视剧《老大的幸福》，同年因出演《清凌凌的水蓝莹莹的天》第二部获得第2届新农村电视艺术节最佳女主角。2011年凭借与范伟合作的电影《跟踪孔令学》获得首届巫山神女杯艺术电影周最佳女配角。2014年获得中国女性形象工程2014年度全国推广活动爱心大使称号。2009年与演员王学兵结婚，2012年离婚。
